В прошлом, 2012 году, исполнилось сорок пять лет din momentul în care omenirea a decis să folosească ceasornicari atomice pentru a măsura timpul cât mai exact posibil. În 1967, în sistemul internațional SI, categoria de timp a încetat a fi determinată de scalele astronomice - au fost înlocuite cu standardul de frecvență de cesiu. A fost cel care a primit astăzi numele popular - ceasul atomic. Timpul exact pe care ei îl pot determina are o eroare nesemnificativă de o secundă de peste trei milioane de ani, ceea ce face posibilă utilizarea lor ca un standard de timp oriunde în lume.
Un pic de istorie
Ideea este de a folosi vibrațiile atomilorDeterminarea timpului foarte precis a fost exprimată pentru prima dată în 1879 de către fizicianul britanic William Thomson. În rolul emițătorului de atomi de rezonanță, acest om de știință a propus utilizarea hidrogenului. Primele încercări de a pune în practică ideea în practică au fost întreprinse abia în anii '40. secolul al XX-lea. Și primele ceasuri atomice de lucru din lume au apărut în 1955 în Marea Britanie. Creatorul lor a fost fizicianul experimental britanic Dr. Louis Essen. Aceste ceasuri au funcționat pe baza oscilațiilor atomilor de cesiu-133 și datorită lor, oamenii de știință au reușit în sfârșit să măsoare timpul cu o acuratețe mult mai mare decât au făcut-o înainte. Primul dispozitiv Essen a permis o eroare de cel mult o secundă o dată la o sută de ani, însă ulterior măsurătorile au crescut de mai multe ori, iar eroarea pe secundă putea atinge doar 2-3 milioane de ani.
Ceas atomic: principiul funcționării
Как же работает это хитроумное «устройство»?Ceasurile atomice folosesc nivelurile de energie ale moleculelor sau atomilor la nivel cuantic ca generator de frecvență rezonantă. Mecanica cuantică stabilește o conexiune între sistemul „nucleu atomic - electroni” și mai multe niveluri de energie discrete. Dacă un câmp electromagnetic cu o frecvență strict specificată va acționa asupra unui astfel de sistem, atunci acest sistem va trece de la un nivel scăzut la unul înalt. Procesul invers este de asemenea posibil: trecerea unui atom de la un nivel mai înalt la unul scăzut, însoțită de radiații de energie. Aceste fenomene pot fi controlate și înregistrate toate salturile de energie, creând ceva precum un circuit oscilator (se mai numește oscilator atomic). Frecvența sa rezonantă va corespunde diferenței de energie a nivelurilor vecine de tranziție atomică, împărțită la constanta lui Planck.
Un astfel de circuit oscilator este incontestabilavantaje în comparație cu predecesorii lor mecanici și astronomici. Pentru un astfel de oscilator atomic, frecvența de rezonanță a atomilor oricărei substanțe va fi aceeași, ceea ce nu se poate spune despre pendule și piezocristale. În plus, atomii nu își schimbă proprietățile în timp și nu se uzează. Prin urmare, un ceas atomic este un cronometru extrem de precis și aproape atemporal.
Timpul exact și tehnologia modernă
Rețele de telecomunicații, comunicații prin satelit,GPS, servere NTP, tranzacții electronice pe schimb, licitații online, procedura de cumpărare a biletelor prin internet - toate aceste și multe alte fenomene au fost înrădăcinate de mult în viața noastră. Dar dacă umanitatea nu ar fi inventat ceasul atomic, toate acestea pur și simplu nu s-ar fi întâmplat. Ora exactă, sincronizarea cu care permite minimizarea eventualelor erori, întârzieri și întârzieri, permite unei persoane să profite la maximum de această resursă neprețuită de neînlocuit, care nu este niciodată prea mare.
